Stage M2/Ingénieur-e : Etude de la dynamique des fluides et mise au point méthodologique pour la mesure des émissions gazeuses au sein d’un bâtiment expérimental pour vaches laitières

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Dans le cadre du GIS APIVALE (https://www.gis-apivale.org/), un nouveau bâtiment d’élevage expérimental (BATEFFI) a été construit sur l’Installation Expérimentale en Production Laitière (IEPL) de l’UMR Pegase (INRAE, Le Rheu). Ce dispositif doit permettre d’étudier les conséquences de conduites diverses sur les flux de nutriments à l’échelle de l’animal et la valeur environnementale des effluents, ainsi que d’estimer les pertes par émissions gazeuses le long du processus de gestion des effluents (bâtiment, stockage, épandage) en fonction du type de déjection (fumier ou lisier). 

Pour cela, 3 salles ont été conçues pour héberger des lots de 6 vaches laitières, chacune équipée d’une ventilation dynamique et d’un système de climatisation/chauffage afin de maitriser l’environnement climatique des animaux, dans une configuration toutes portes closes. A l’inverse, dans une configuration toutes portes ouvertes, il sera possible de mettre en place une ventilation naturelle, proche de conditions d’élevage commerciales. 

Par ailleurs, chaque salle est connectée à une fosse à lisier indépendante, afin de mesurer l’ensemble des flux de matière en lien avec la conduite testée. Les effluents ainsi collectés pourront être stockés puis épandus sur des sols agricoles (prairies, cultures) afin de mesurer leur valeur fertilisante et les émissions gazeuses associées. 

Enfin, le bâtiment BATEFFI vient d’être équipé d’un nouvel analyseur haute précision, multi-gaz et multi points d’échantillonnage (PICARRO G2509) afin de mesurer les conséquences des conduites testées sur les émissions gazeuses au bâtiment et au stockage des effluents.

Nous souhaitons mettre à profit la période à vide (sans animaux) pour comprendre et valider le dispositif expérimental, avant de mettre en place les premières expérimentations. En particulier, le fait que les salles puissent être conduites en ventilation naturelle ou dynamique représente un défi pour la mesure des émissions gazeuses. C’est pourquoi nous souhaitons mettre en place une étude approfondie du fonctionnement de la ventilation et de l’analyseur, de la régulation des conditions d’ambiance, et des modalités d’échantillonnage pour la mise en place des futures mesures d’émissions gazeuses. 

Le stage que nous proposons aura pour objectifs de :

•  Mettre en place une étude de dynamique des fluides pour comprendre les flux d’air au sein des salles en fonction de leur mode de ventilation et tester les performances du système de régulation (temps de réponse, réactivité, valeurs atteignables...)
• Analyser les performances de l’analyseur de gaz (linéarité, temps de réponse, seuil de détection…)
• Proposer et tester un protocole d’échantillonnage de l’air au sein du bâtiment pour la mesure des concentrations gazeuses, utilisable à la fois en ventilation dynamique et en ventilation naturelle
• Vérifier les capacités de mesure du dispositif (salle + analyseur de gaz) par des tests de récupération et de dilution des gaz, dans différentes configurations de ventilation.

Le stage sera co-encadré par des scientifiques des UMRs Pegase et SAS, et bénéficiera de ce fait de compétences solides en mesures des émissions gazeuses en élevage, mais aussi de l’expérience acquise sur la mise en place et le suivi de dispositifs de mesures (e.g. chambres respiratoires, halle Megève). Un appui sera par ailleurs apporté par l’équipe ACTA de l’UMR OPAALE qui développe des technologies et des modèles numériques pour la mesure, la reconstruction et le contrôle des flux d’air.

Lieu du stage : INRAE, PEGASE à Saint-Gilles et IEPL Méjusseaume sur Le Rheu
Durée / période souhaitée : 6 mois maximum. Démarrage possible entre janvier et mars.

Formations et compétences recherchées

- Intérêt pour les questions environnementales liées à l’élevage.
- Si possible, compétences en mécanique des fluides, éventuellement appliquées aux bâtiments. Appui des encadrants pour l’acquisition des méthodes à mettre en oeuvre.
- Cursus ingénieur ou Master (1 ou 2). Stage de césure possible.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez :

- d'une restauration le midi au restaurant INRAE au tarif subventionné
- d'un accès en transport en commun depuis Rennes

Modalités pour postuler

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